DE1018705B

DE1018705B - Verfahren zum Herstellen von kugelfoermigen Eisenlegierungspulvern

Info

Publication number: DE1018705B
Application number: DEB38348A
Authority: DE
Inventors: Gerald Robert Bell; William David Jones; Roland Nicholls; Peter Valentine Roberts; Frank Baldock Webb
Original assignee: FW Berk and Co Ltd
Current assignee: FW Berk and Co Ltd
Priority date: 1955-05-13
Filing date: 1955-12-16
Publication date: 1957-10-31

Description

Verfahren zum Herstellen von kugelförmigen Eisenlegierungspulvern Metallpulver können nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden, z. B. durch elektrische Niederschlagung, welche baum- oder farnähnliche Teilchen liefert; durch Reduktion von Oxyden oder anderen Metallverbindungen, wobei schwammartige Teilchen -zurückbleiben; durch Brechen, wodurch gleichachsige, spitzwinklige Teilchen erhalten werden, und durch Stampfen oder Mahlen mit Kugeln in einer Schlagmühle, wodurch plättchenförmige Flocken erzeugt werden. Viele Metalle und Legierungen werden heute in feinverteilter Form hergestellt durch Zersprühen (Atomisieren) des geschmolzenen Metalls unter Verwendung eines entsprechenden Flüssigkeitsstrahles zur Zerteilung des Metallstroms. Durch Regelung der veränderlichen Bedingungen bei der Herstellung, durch Ändern der Form des Strahles und durch Auswahl der Atomisierungsflüssigkeit kann die Form der bei dem Atomisierungsprozeß entstehenden Teilchen stark beeinflußt werden. So hat Bronze, welche in einem Wasserstrahl atomisiert wird, eine unregelmäßige Form, während Bronze, die unter Verwendung von Luft versprüht wird, kugelförmige Teilchen aufweist.
Bei der Zersprühung von Eisenlegierungen können die atomisierten Tröpfchen der Legierung oft nicht genügend lang in der flüssigen Form gehalten werden, um vor der Verfestigung kugelige Form annehmen zu können. Selbst wenn Luft zum Zersprühen verwendet wird, ist die Abkühlungsgeschwindigkeit so groß, daß unregelmäßige Teilchen entstehen. Durch Überhitzen des Metalls zwecks Verlängerung der Verfestigungszeit kann man zwar eine gewisse Verbesserung herbeiführen, aber geeignete Erhitzungseinrichtungen und feuerfestes Ofenmaterial sind nicht immer verfügbar und beschränken so die Anwendbarkeit einer solchen Arbeitsweise, und auf jeden Fall erhöht eine solche Arbeitsweise die Kosten, welche zur Erzielung der gewünschten Wirkung aufgewendet werden müssen.
Es besteht eine steigende Nachfrage nach Eisenlegierungspulvern mit kugeligen Teilchen für verschiedene Anwendungszwecke, z. B. zur Herstellung von Filtern aus rostfreiem Stahl zur Entfernung fester Teilchen aus Flüssigkeiten, zum Einspeisen geregelter Mengen von Flüssigkeiten zu Maschinenteilen, z. B. von Enteisungsflüssigkeiten zu den Vorderkanten von Flugzeugflügeln, und für Anwendungen bei hohezi Temperaturen, wie zur Belüftung oder Entlüftung zwecks Kühlung von Bauelementen, wie Turbinenschaufeln. Solche Filter können aus den -ziemlich unregelmäßigen, jetzt im Handel erhältlichen Teilchen aus rostfreiem Stahl hergestellt werden, aber die Erzielung einer geregelten Durchlässigkeit für Flüssigkeiten und einer bestimmten Filterkapazität bezüglich der Teilchengröße der von dem Filter zurückgehaltenen Teilchen erfordert die Anwendung regelmäßiger Kügelchen von möglichst genau festgelegter Teilchengröße.
Erfindungsgemäß ist nun festgestellt worden, daß kugelförmige Eisenlegierungspulver durch Zerstäuben der geschmolzenen Legierungen auf einfache Weise erhalten werden können, wenn man von Legierungsschmelzen ausgeht, die Bor oder Titan enthalten.
Vorzugsweise beträgt die Menge des Bors oder Titans 0,1 Gewichtsprozent, berechnet auf das eisenhaltige Metall.
Die folgenden Beispiele, in welchen sich die Teile auf Gewicht beziehen, dienen zu näheren Erläuterung der Erfindung.
Beispiel 1 Ein Gemisch aus 64,2 Teilen Armcoeisen (praktisch reines Eisen), 8 Teilen Nickel und 25,7 Teilen Ferrochrom (mit 30'% Eisen und 7011/o Chrom) wurde geschmolzen, und 7,5 Teile Ferrobor (enthaltend 20% Bor und 80% Eisen) wurden zugesetzt. Die Schmelze wurde auf 1585°C überhitzt und mit Hilfe eines Luftstrahles bei 7 at atomisiert, wobei die Geschwindigkeit des Metallflusses 272 kg/Stunde betrug. Die erhaltenen Teilchen waren kugelförmig. Die scheinbare Dichte betrug 4,68 g/cms. Der Fließfaktor betrug 9,0 Sekunden. Der Fließfaktor ist die Zeit, innerhalb welcher 100 g des Pulvers durch einen Trichter mit einem Winkel von 60° und einer Öffnung von 2,5-1 mm Durchmesser am unteren Ende hindurchfließen.
Beispiel 2 100 Teile rostfreier Stahl, der 18°/o Chrom und 8 0/e INTickel enthielt (Rest praktisch vollständig aus Eisen bestehend), wurden mit 2,5 Teilen Silicium und 6,8 Teilen Ferrobor (20% Bor und 80% Eisen) geschmolzen. Die Schmelze wurde auf 1585° C überhitzt und mit Hilfe eines Wasserstrahls und einem hydraulischen Druck von 70 at atomisiert, wobei die Geschwindigkeit des Metallstroms 272 i9/Stunde betrug. Die erhaltenen Teilchen waren praktisch insgesamt kugelförmig. Die scheinbare Dichte betrug 2,70 g/cm3, und der Fließfaktor war 13,5 Sekunden.
Wenn das Beispiel ohne Zusatz von Ferrobor wiederholt wurde, bestand das erhaltene Pulver aus unregelmäßig geformten Teilchen. Die scheinbare Dichte betrug 2,70 g/cm3, und der Fließfaktor betrug 23,5 Sekunden. Beispiel 3 86 Teile rostfreier Stahl, welcher 18% Chrom und 8 % Nickel enthielt (Rest praktisch vollständig aus Eisen bestehend), wurden mit 16 Teilen Ferrotitan geschmolzen, welches 251/e Titan enthielt. Die Schmelze wurde auf 1500°C erhitzt und mit Hilfe eines Luftstrahles von 6,65 at atomisiert, wobei die Geschwindigkeit des Metallstromes 90 kg/Stunde betrug. Die erhaltenen Teilchen waren praktisch insgesamt kugelig und enthielten 12°/o, Cr, 6% Ni, 0,9% Si und-0,82°/o Ti, wobei der Rest praktisch vollständig aus Eisen bestand. Die scheinbare Dichte betrug 2,6 g/cm3, und der Fließfaktor war 16 Sekunden. Bei einer bestimmten Verteilung der Teilchengröße ist die Fließgeschwindigkeit um so größer, d. h. der Fließfaktor um so kleiner, je mehr das Produkt kugelig ist. Außerdem ist im allgemeinen die Fließgeschwindigkeit um so kleiner, d. h. der Fließfaktor um so größer, je feiner das Pulver ist.
Die scheinbare Dichte des Pulvers wiederum gibt einen Hinweis auf seine Form, insofern als das Pulver um so leichter fließt, je mehr kugelig es ist; um so leichter paßt es sieh auch dem Behälter mit bekanntetn Inhalt an, in welchem es eingegossen wird, und daher ist eine scheinbare hohe Dichte ein Hinweis für die Freifließbarkeit des Pulvers.
Die mit dem durch Wasser atomisierten Pulver erhaltenen Ergebnisse sind insofern bemerkenswert, als die Kühlungsgeschwindigkeit sehr viel größer ist als bei Atomisierung mit Luft.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Herstellen von kugelförmigen Eisenlgierungspulvern durch Zerstäuben der geschmolzenen Legierungen, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Legierungsschmelze, die Bor oder Titan enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Bors oder Titans mindestens 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf die Eisenlegierung, beträgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Karl W a n k e, Einführung in die Pulvermetallurgie, 19-19. Zahlentafel 3.